De totale weerstand in een schakeling berekenen

Er zijn twee manieren om elektrische componenten aan elkaar te koppelen. Serieschakelingen zijn componenten die achter elkaar zijn geschakeld, terwijl bij een parallelle schakeling componenten in parallelle takken zijn geschakeld. De manier waarop weerstanden zijn gekoppeld is bepalend voor de manier waarop ze bijdragen aan de totale weerstand van de schakeling.

Methode 1

Methode 1 van 4:

Serieschakeling

Pdf downloaden

Een serieschakeling is een enkele lus, zonder vertakkingen. Alle weerstanden of andere componenten zijn in achter elkaar gerangschikt.
2
Tel alle weerstanden bij elkaar op. In een serieschakeling is de totale weerstand gelijk aan de som van alle weerstanden.^[1]XBron Dezelfde stroom gaat door elke weerstand, dus gedraagt elke weerstand zich zoals mag worden verwacht.
- Bijvoorbeeld, een serieschakeling heeft een weerstand van 2 Ω (ohm), 5 Ω en 7 Ω. De totale weerstand van de schakeling is 2 + 5 + 7 = 14 Ω.
3
Begin in plaats daarvan met de stroomsterkte en het voltage. Als je niet weet wat de afzonderlijke weerstandswaarden zijn, dan kun je die berekenen met de Wet van Ohm: V = IR of voltage = stroom x weerstand. De eerste stap is het bepalen van de stroomsterkte in de schakeling en het totale voltage:
- De stroom van een serieschakeling is hetzelfde in alle punten van de schakeling.^[2]XBron Als je weet wat de stroom in een bepaald punt is, dan kun je die waarde gebruiken in de vergelijking.
- Het totale voltage is gelijk aan het voltage van de voeding (de batterij). Het is niet gelijk aan het voltage over één component.^[3]XBron
4
Gebruik deze waarden in de Wet van Ohm. Herschik V = IR om deze op te lossen voor de weerstand: R = V / I (weerstand = voltage / stroom). Pas de gevonden waarden toe op deze formule, om de totale weerstand te krijgen.
- Bijvoorbeeld, een serieschakeling wordt aangedreven door een batterij van 12 volt, en de stroom is gelijk aan 8 ampère. De totale weerstand over de schakeling is dan R_T = 12 volt / 8 ampère = 1,5 ohm.
Advertentie

Methode 2

Methode 2 van 4:

Parallelle schakeling

Pdf downloaden

1
Begrijp wat parallelle schakelingen zijn. Een parallelle schakeling vertakt zich in meerdere paden, die daarna weer samenkomen. Stroom gaat door elke vertakking van de schakeling.
- Als de schakeling weerstanden heeft op de hoofdtak (voor of na de vertakking) of als er twee of meer weerstanden op één vertakking aanwezig zijn, ga dan verder bij de instructies voor een gecombineerde schakeling.
2
Bereken de totale weerstand van de weerstand in elke vertakking. Omdat elke weerstand alleen de stroom vertraagt die door één vertakking gaat, heeft dit slechts een klein effect op de totale weerstand van de schakeling. De formule voor de totale weerstand R_T is ${\frac {1}{R_{T}}}={\frac {1}{R_{1}}}+{\frac {1}{R_{2}}}+{\frac {1}{R_{3}}}+...{\frac {1}{R_{n}}}$ $How.com.vn Nederlands: {\frac {1}{R_{T}}}={\frac {1}{R_{1}}}+{\frac {1}{R_{2}}}+{\frac {1}{R_{3}}}+...{\frac {1}{R_{n}}}$ , waarbij R₁ de weerstand is van de eerste vertakking, R₂ de weerstand van de tweede vertakking, enzovoort, tot de laatste vertakking R_n.
- Bijvoorbeeld, een parallelle schakeling heeft drie takken, met weerstanden 10 Ω, 2 Ω en 1 Ω.
  Gebruik de formule ${\frac {1}{R_{T}}}={\frac {1}{10}}+{\frac {1}{2}}+{\frac {1}{1}}$ en los op voor R_T:
  Converteer breuken naar de gemene deler: ${\frac {1}{R_{T}}}={\frac {1}{10}}+{\frac {5}{10}}+{\frac {10}{10}}$
  ${\frac {1}{R_{T}}}={\frac {1+5+10}{10}}={\frac {16}{10}}=1.6$
  Vermenigvuldig beide zijden met R_T: 1 = 1.6R_T
  R_T = 1 / 1.6 = 0.625 Ω.
3
Begin in plaats daarvan met de totale stroom en het voltage. Als je de waarde van de afzonderlijke weerstanden niet kent, dan heb je de waarde van de stroom en het voltage nodig:
- In een parallelle schakeling is het voltage over één vertakking gelijk aan het totale voltage over de schakeling.^[4]XBron Zolang je het voltage kent over één vertakking kun je verdergaan. Het totale voltage is ook gelijk aan het voltage van de voedingsbron van de schakeling, zoals een batterij.
- In een parallelle schakeling kan de stroom over elke vertakking anders zijn. Je hebt de totale stroom nodig, anders kun je er niet achter komen wat de totale weerstand is.
4
Gebruik deze waarden in de Wet van Ohm. Als je de totale stroom en het voltage over de hele schakeling kent, dan kun je de totale weerstand vinden met behulp van de Wet van Ohm: R = V / I.
- Bijvoorbeeld, een parallelle schakeling heeft een voltage van 9 volt en een stroomsterkte van 3 ampère. De totale weerstand R_T = 9 volt / 3 ampère = 3 Ω.
5
Let op takken met een weerstand nul. Als een vertakking van een parallelle schakeling geen weerstand heeft, dan gaat alle stroom door die vertakking. De weerstand van de schakeling is dan nul ohm.
- In praktische toepassingen houdt dit meestal in dat een weerstand het niet meer doet of wordt omzeild (kortgesloten) waardoor de hogere stroom andere delen van de schakeling kan beschadigen.^[5]XBron
Advertentie

Methode 3

Methode 3 van 4:

Gecombineerde schakeling

Pdf downloaden

1
Deel je schakeling op in serieschakelingen en parallelschakelingen. Een gecombineerde schakeling heeft een aantal componenten die in serie aan elkaar zijn gekoppeld (achter elkaar), en andere componenten die parallel zijn geschakeld (in verschillende takken). Zoek naar stukken van je diagram die te vereenvoudigen zijn tot een serie- of parallelschakeling. Omcirkel elk van deze stukken om ze te kunnen onthouden.
- Bijvoorbeeld, een schakeling heeft een weerstand van 1 Ω en een weerstand van 1,5 Ω die in serie zijn geschakeld. Na de tweede weerstand, splitst de schakeling zich in twee parallelle takken, een met een 5 Ω weerstand en de ander met een 3 Ω weerstand.
  Omcirkel de twee parallelle takken om ze van de rest van de schakeling te kunnen onderscheiden.
2
Zoek naar de weerstand van elke parallelle sectie. Gebruik de parallelle weerstandsformule ${\frac {1}{R_{T}}}={\frac {1}{R_{1}}}+{\frac {1}{R_{2}}}+{\frac {1}{R_{3}}}+...{\frac {1}{R_{n}}}$ $How.com.vn Nederlands: {\frac {1}{R_{T}}}={\frac {1}{R_{1}}}+{\frac {1}{R_{2}}}+{\frac {1}{R_{3}}}+...{\frac {1}{R_{n}}}$ om de totale weerstand te vinden van een enkele parallelle sectie van de schakeling.
- De voorbeeldschakeling heeft twee takken met weerstand R₁ = 5 Ω en R₂ = 3 Ω.
  ${\frac {1}{R_{parallel}}}={\frac {1}{5}}+{\frac {1}{3}}$
  ${\frac {1}{R_{parallel}}}={\frac {3}{15}}+{\frac {5}{15}}={\frac {3+5}{15}}={\frac {8}{15}}$
  $R_{parallel}={\frac {15}{8}}=1.875$ Ω
3
Vereenvoudig je diagram. Heb je eenmaal de totale weerstand van een parallelle sectie gevonden, dan kun je die hele sectie in je diagram wegstrepen. Behandel die sectie als een enkele draad met een weerstand gelijk aan de waarde die je hebt gevonden.
- In het bovenstaande voorbeeld kun je de twee takken negeren en ze beschouwen als één weerstand van 1,875 Ω.
4
Tel de serieweerstanden bij elkaar op. Heb je eenmaal elke parallelschakeling vervangen door een enkele weerstand, dan hoort je diagram een enkele lus te zijn: een serieschakeling. De totale weerstand van een serieschakeling is gelijk aan de som van alle afzonderlijke weerstanden, dus tel ze gewoon bij elkaar op voor het antwoord.
- He vereenvoudigde diagram heeft een 1 Ω weerstand, 1.5 Ω weerstand, en de sectie met 1,875 Ω die je zojuist hebt berekend. Deze zijn allemaal in serie geschakeld, dus $R_{T}=1+1,5+1,875=4,375$ Ω.
Als je niet weet wat de weerstand is in een bepaalde component van je schakeling, zoek dan naar een manier om die toch te kunnen berekenen. Weet je wat het voltage V en de stroom I is over die component, bepaald de weerstand ervan dan met de Wet van Ohm: R = V / I.
Advertentie

Methode 4

Methode 4 van 4:

Formules met vermogen

Pdf downloaden

1
Leer de formule voor vermogen. Vermogen is de mate waarin de schakeling energie verbruikt en de mate waarin het energie levert aan wat de schakeling ook maar aandrijft (zoals een lamp).^[6]XBron Het totale vermogen van een schakeling is gelijk aan het product van het totale voltage en de totale stroom. Of in de vorm van een vergelijking: P = VI.^[7]XBron
- Vergeet niet dat je, wanneer je dit oplost voor de totale weerstand, het totale vermogen nodig hebt van de schakeling. Het is niet genoeg om alleen het vermogen te weten dat door één component gaat.
2
Bepaal de weerstand met behulp van het vermogen en de stroom. Als je deze waarden weet, dan kun je de twee formules combineren om de weerstand te bepalen:
- P = VI (vermogen = voltage x stroom)
- De Wet van Ohm vertelt ons dat V = IR.
- Vervang IR door V in de eerste formule: P = (IR)I = I²R.
- Herschik om de weerstand te bepalen: R = P / I².
- In een serieschakeling is de stroom over één component dezelfde als de totale stroom. Dit geldt niet voor een parallelle schakeling.
3
Bepaald de weerstand met behulp van het vermogen en het voltage. Als je alleen het vermogen en het voltage kent, dan kun je dezelfde aanpak gebruiken om de weerstand te bepalen. Vergeet niet om het volledige voltage over de schakeling of het voltage van de batterij te gebruiken welke de schakeling aandrijft:
- P = VI
- Herschik de Wet van Ohm naar I: I = V / R.
- Vervang V / R door I in de formule voor het vermogen: P = V(V/R) = V²/R.
- Herschik de formule om de weerstand op te lossen: R = V²/P.
- In een parallelle schakeling is het voltage over een tak hetzelfde als het totale voltage. Dit is niet waar voor een serieschakeling: het voltage over één component is niet gelijk aan het totale voltage.
Advertentie

Tips

Vermogen wordt gemeten in watt (W).
Voltage wordt gemeten in volt (V).
Stroom wordt gemeten in ampère (A) of in milliampère (mA). 1 ma = $1*10^{-3}$ A = 0,001 A.
Het vermogen P zoals gebruikt in deze formules refereert aan de directe mate van het vermogen op een specifiek moment in de tijd. Als de schakeling gebruikmaakt van wisselstroom (AC), dan verandert het vermogen voortdurend. Elektriciens berekenen het gemiddelde vermogen van AC-schakelingen met de formule P_average = VIcosθ, waar cosθ de vermogensfactor van de schakeling is.^[8]XBron